加州理工開(kāi)發(fā)出可瞬間存儲數據的光量子內存芯片

　　據外媒報道，加州理工大學(xué)的研究人員們，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一款能夠以“光的形式”、“納米級速度”存儲量子信息的計算機芯片。這標志著(zhù)量子計算機和網(wǎng)絡(luò )的一項最新突破，在更小的設備上實(shí)現更快的信息處理和數據傳輸。傳統計算機系統中的內存部件，只能將信息以“0”或“1”的形式存儲。盡管仍處于實(shí)驗階段，但量子計算機的基本原理還是一樣的，即以“量子比特”來(lái)存儲數據 —— 除了“0”和“1”，量子比特還允許兩種狀態(tài)共存。

　　類(lèi)似 Caltech 開(kāi)發(fā)的這種光量子設備，能夠以光子的形式存儲和攜帶信息。因其沒(méi)有電荷或質(zhì)量，所以更快速、更安全。論文一作 Tian Zhong 表示：

　　這項技術(shù)不僅可以讓量子內存設備極小化，還能夠更好地控制單個(gè)光子和原子之間的交互。

　　該芯片由一列內存模組構成，每一格的長(cháng)度為 15 微米、寬度為 0.7 微米，大小與紅細胞相當。這些模塊包含了由摻雜稀土離子的晶體所造的“光學(xué)共振腔”(optical cavities)，是專(zhuān)為捕捉和控制光子而設計的。

　　在將模塊降溫至 0.5 開(kāi)爾文(-727.7℃ / -458.8℉)之后，研究團隊借助一道重度過(guò)濾激光束，將單個(gè)光子發(fā)射到每個(gè)模塊中(然后它們被稀土離子所吸收)。

　　光子會(huì )在那里被保持 75 納秒的時(shí)間，然后被再度釋放。之后研究人員們檢查了這些光子，看它們是否仍攜帶相同的信息。研究團隊稱(chēng)，其錯誤率僅 3% 。

　　為了讓這種芯片成為量子網(wǎng)絡(luò )中遠距離傳輸信息的一種切實(shí)選擇，研究人員們還需要將數據的存儲時(shí)間持續至少 1 毫秒。

　　這是他們下一步的主要工作，此外也會(huì )尋找將芯片集成到其它電路中的方法。論文通訊作者 Andrei Faraon 表示：

　　可用來(lái)傳輸量子信息的這類(lèi)設備，是未來(lái)研發(fā)光量子網(wǎng)絡(luò )不可或缺的部件。

　　有關(guān)這項研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《科學(xué)》(Science)期刊上。